EcoToilet Sistema Conjugado de Lavatório com Caixa Acoplada para Descarga Sanitária

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1 EcoToilet Sistema Conjugado de Lavatório com Caixa Acoplada para Descarga Sanitária Resumo Normalmente no Brasil, toda água que é utilizada nas descargas das bacias sanitárias é oriunda das caixas de água de abastecimento da infraestrutura predial, algo inaceitável em nível global. A realização deste trabalho é marcada principalmente pelas exigências mundiais no tocante a conservação da água, que se acirram exponencialmente a cada dia que passa e que se universaliza em escala global. O presente trabalho propõe uma variante ambientalmente amigável para a veiculação das águas em banheiros residenciais ou coletivos, de forma que toda água utilizada na descarga dos vasos sanitários, seja de reuso, oriunda da torneira utilizada no lavatório para lavagem de higienização das mãos. Em vez da caixa de descarga ser acoplada ao vaso sanitário, esta caixa de descarga é acoplada ao lavatório, de forma que a tampa da caixa acoplada vem a ser o lavatório, onde toda vez que se utiliza a torneira do lavatório, seja para lavagem de higienização das mãos, lavagem dos rostos ou escovação dos dentes, essas águas sejam armazenada na caixa de descarga conjugada ao lavatório e posteriormente reusadas na descarga do vaso sanitário. Toda vez que se aciona o sistema de descarga do vaso sanitário, a bóia localizada dentro da caixa acoplada muda de posição ao invés de liberar água diretamente no interior da caixa acoplada, ela libera a água para a torneira do lavatório até que a bóia volte à posição inicial e corte o fluxo de água, esse procedimento leva um período médio de 3,5 minutos, período este, mais do que suficiente para o usuário ter tempo de se utilizar desse fluxo de água para realizar a lavagem de higienização das mãos. O sistema promove uma economia de 20 a 50% no consumo de água no banheiro, dependendo com que sistema tradicional é comparado e seu custo é compatível com os sistemas tradicionais de caixa acoplada ao vaso sanitário. Palavras-Chave: Uso Racional de Água, Reuso de Água, Descarga Ecológica, Instalações Prediais Sanitárias Ecoeficientes, Lavatório Ecológico. 1

2 1. Objetivo Promover em banheiros residenciais e coletivos o uso racional e o reuso de águas de forma simples, além de economia de água para fins mais nobres. 2. Estudo da Arte dos Sistemas de Vasos Sanitários Com a divulgação da escassez mundial de água, a população brasileira se conscientizou que deve economizar água, por esse motivo muitas pessoas e instituições estão procurando reduzir o consumo, através da substituição de sistemas gastadores de água por sistemas mais econômicos, como no caso da descarga de vasos sanitários por meio da substituição das válvulas do tipo Hidra, por caixas de descarga acopladas e a utilização de bacias sanitárias de descarga mínima de água. Segundo TOMAZ (2001), a conservação da água é um conjunto de atividades com o objetivo de: reduzir a demanda de água; melhorar o uso da água e reduzir as perdas e desperdícios da mesma; e implantar práticas economizadoras, e os benefícios obtidos com a conservação da água são: economia de energia elétrica; redução dos esgotos sanitários; proteção dos reservatórios de água potáveis. De acordo com o IPT (1986), no Brasil até 1986, o consumo nas bacias sanitárias, varia de 12 a 20 litros por descarga. Conforme TOMAZ (2001) no Brasil esse panorama mudou para bacias de 6 litros por descarga, devido ás exportações para os Estados Unidos, uma vez que lá desde 1994 não poderiam mais ser vendidas bacias que ultrapassassem o valor de 6 litros por descarga. 3. Configuração da Veiculação da Água Proposta A Figura 1 ilustra o fluxograma da veiculação das águas na operação de lavagem das mãos e descarga no EcoToilet. Caixa de água Torneira do lavatório com acionamento manual ou automático Caixa de água acoplada ao lavatório Descarga do vaso sanitário Esgoto sanitário Figura 1- Fluxograma da veiculação da água da lavagem das mãos a descarga do vaso sanitário. 2

3 A Figura 2 ilustra o funcionamento do EcoToilet, onde: em (a) o usuário utiliza o vaso enquanto a caixa acoplada ao lavatório permanece normalmente completa de água; em (b) o usuário levanta-se e aciona por meio de um pedal, uma válvula tipo gaveta normalmente fechada por meio de mola, de forma que seja possível controlar a vazão da descarga, diferenciando a vazão da descarga de uma micção de uma evacuada; em (c), com a redução da coluna de água da caixa acoplada, a bóia da caixa muda de posição normalmente fechada para aberta, liberando água pela torneira do lavatório até encher a caixa acoplada, e assim o usuário tem o período de enchimento da água para a higienização das mãos; em (d) o EcoToilet encontra-se a espera do próximo usuário. Vale a pena salientar que para qualquer outro uso basta acionar a torneira pressionando no mínimo a pedaleira com o pé, evitando assim, o contato manual e a propagação de algumas doenças, além de possuir ladrão para escoamento do excesso de água. (a) Caixa de água (b) Caixa de água (c) Caixa de água (d) Caixa de água Figura 2- Desenho esquemático ilustrando o funcionamento do sistema EcoToilet, na veiculação da água da lavagem das mãos a descarga do vaso sanitário. 3

4 14º Concurso Falcão Bauer 4. Conjunto Caixa Acoplada ao Lavatório A Figura 3 mostra fotos ilustrativas do conjunto EcoToilet e simula a utilização do mesmo. A Figura 4 ilustra as etapas em que se tem água, água de reuso e esgoto no sistema proposto. Figura 3 Fotos e vistas ilustrativas do EcoToilet e de sua utilização. Caixa de água de abastecimento Legenda Água Água de reuso Esgoto sanitário Figura 4 Fluxograma da transformação da água, em água de reuso e esgoto sanitário no EcoToilet. 4

5 5. Indicadores de consumo de água no EcoToilet na lavagem das mãos e na descarga do vaso sanitário A água consumida nos lavatórios de mãos e na descarga dos vasos sanitários são consideradas de significância para o custo operacional total de uma instalação predial, além de apontar o baixo uso racional da água na utilização de água para descarga de vasos sanitários. Este indicador é importante do ponto de vista do monitoramento do consumo de água na operação de lavagem das mãos e da descarga dos vasos sanitários. O consumo de água em alguns sistemas estudados e seus custos, são descritos na Tabela 1: Tabela 1 Consumo de água em alguns sistemas Casos Equipamentos custos Consumo de água nas operações Caso 1 Lavatório com torneira de fechamento automática de acionamento hidromecânico Descarga por válvula Hidra 1 lavatório 1 torneira com acionamento hidromecânico 1 vaso 1 válvula Hidra Tempo de abertura de fechamento de 8 segundos e descarga de 0,5 litros a 0,75 litros Em média 0,625 litros 12 a 18 litros 12,625 a 18,625 litros Caso 2 Lavatório com torneira de abertura e fechamento automática de acionamento hidromecânico. Vaso sanitário com caixa de descarga acoplada 1 lavatório 1 torneira com acionamento hidromecânico 1 vaso 1 caixa acoplada Em média 0,625 litros 6,0 litros 6,625 litros Caso 3 EcoToilet 1 lavatório com caixa acoplada 1 torneira com abertura por meio de pedaleira 1 vaso Inferior a 6 litros 5

6 6 Análise Econômica da Implantação do Sistema Na análise econômica da implantação do sistema proposto, foram feitas comparações entre 3 estudos de casos, adotando-se uma taxa de retorno de 12% aa e um sistema instalado em banheiro residencial que atenda uma família padrão de 5 indivíduos que utilizem cada um em média por dia ao menos 1 vez o vaso sanitário para defecação, 3 vezes para micção e 4 vezes para lavagem de higienização das mãos, lavagem do rosto ou escovação dos dentes. Sendo os casos: o caso 1, composto por um sistema tradicional utilizando lavatório em paralelo com o vaso sanitário e descarga por válvula Hidra; o caso 2, composto por um sistema tradicional utilizando lavatório em paralelo com o vaso sanitário e descarga por caixa acoplada; e o caso 3, composto por um lavatório com caixa de descarga acoplada e um vaso sanitário. A Tabela 2 mostra detalhes comparativos entre as três configurações em estudo, ilustradas por meio das Figuras 5, 6 e 7 que ilustram os casos 1, 2 e 3. Tabela 2 Dados comparativos entre as configurações dos casos 1, 2 e 3. Caso I Caso II Caso III Q água consumida 12,625 a 18,625 6,625 Inferior a 6,000 ( litros ) Ipl : custo de R$ 160,00 R$ 180,00 R$ 200,00 implantação do sistema peças mais mão-de-obra ( R$ ) Preço da água R$ 3,5 R$ 3,5 R$ 3,5 (R$/m 3 ) Custo de manutenção (R$/m 3 ) R$ 0,009 R$ 0,009 R$ 0,009 6

7 Caixa de água Descarga do vaso sanitário por válvula Hidra Torneira do lavatório com acionamento automático Esgoto sanitário Figura 5- Fluxograma da veiculação da água no caso 1, sistema tradicional por meio de válvula Hidra. Caixa de água Descarga do vaso sanitário por caixa acoplada Torneira do lavatório com acionamento automático Esgoto sanitário Figura 6- Fluxograma da veiculação da água no caso 2, sistema tradicional por meio de caixa acoplada ao vaso sanitário. Caixa de água Torneira do lavatório com acionamento automático Caixa de descarga acoplada ao lavatório Descarga da água acumulada na descarga Vaso Sanitário de baixo consumo Esgoto sanitário Figura 7- Fluxograma da veiculação da água no caso 3, EcoToilet. 7

8 7 Resultados e Discussões O sistema do caso 3 é capaz de reduzir em média 25% o consumo de água nas operações de lavagem das mãos, seguidas de descarga das bacias sanitária em banheiros residenciais e coletivos. A viabilidade econômica pode ser observada por meio dos resultados obtidos no do gráfico do payback ilustrado na Figura Receita 20 (R$/ano) Caso 1 Caso 2 Caso 3 Payback (anos) Figura 8 Gráfico comparativo entre os casos 1, 2 e 3, receita (R$/ano) versus Payback (ano). Pode-se observar pelo gráfico da Figura 8, que o caso 3, por economizar mais água que nos casos 1 e 2, possuindo um custo operacional inferior no tocante ao consumo de água e consideravelmente menor que o sistema 1, cerca de no mínimo 50% e quando comparado ao caso 2 cerca de no mínimo 20% menor. Os custos de implantação entre os sistemas são compatíveis devido ao número de peças utilizadas em cada sistema. Pode-se observar também que a partir do primeiro ano de implantação a receita se mantém constante. Com a economia referente a redução do custo com água, quando comparado com o sistema tradicional do caso 1 o sistema se paga em 1,5 anos, já quando comparado com o caso 2 o EcoToilet se pagará em 3 anos. 8

9 8 Conclusões Pode-se concluir que o sistema é de fácil implantação e que no mínimo produza um consumo médio de 20% com relação ao caso 2, pois a vazão da descarga no caso de uma micção é reduzida, e de 50% com relação ao caso 1 no conjunto lavatório e bacia sanitária, elevando assim a ecoeficiência da infraestrutura predial. 9 Referências TOMAZ, P.. Economia de água para empresas e residências Um estudo atualizado sobre o uso racional da água. Navegar Editora, São Paulo, MANCUSO, P.C.S., SANTOS, H.F., Reuso de Água, Editora Manole, Barueri, São Paulo, Instituto de Pesquisa Tecnológicas de São Paulo (IPT), Anais do Simpósio Internacional sobre Economia de Água de Abastecimento Público, São Paulo, Autoria Prof. Doutorando Ederaldo Godoy Junior Contato: godoyjr@unitau.br, godoyjr@feg.unesp.br, fone: (12) Representando: Universidade de Taubaté Unesp Campus de Guaratinguetá Sanibel Prototipagem e Modelagem de Peças Cerâmicas Especiais 9